/*      $NetBSD: xform_ah.c,v 1.115 2024/07/05 04:31:54 rin Exp $       */
/*      $FreeBSD: xform_ah.c,v 1.1.4.1 2003/01/24 05:11:36 sam Exp $    */
/*      $OpenBSD: ip_ah.c,v 1.63 2001/06/26 06:18:58 angelos Exp $ */
/*
* The authors of this code are John Ioannidis ([email protected]),
* Angelos D. Keromytis ([email protected]) and
* Niels Provos ([email protected]).
*
* The original version of this code was written by John Ioannidis
* for BSD/OS in Athens, Greece, in November 1995.
*
* Ported to OpenBSD and NetBSD, with additional transforms, in December 1996,
* by Angelos D. Keromytis.
*
* Additional transforms and features in 1997 and 1998 by Angelos D. Keromytis
* and Niels Provos.
*
* Additional features in 1999 by Angelos D. Keromytis and Niklas Hallqvist.
*
* Copyright (c) 1995, 1996, 1997, 1998, 1999 by John Ioannidis,
* Angelos D. Keromytis and Niels Provos.
* Copyright (c) 1999 Niklas Hallqvist.
* Copyright (c) 2001 Angelos D. Keromytis.
*
* Permission to use, copy, and modify this software with or without fee
* is hereby granted, provided that this entire notice is included in
* all copies of any software which is or includes a copy or
* modification of this software.
* You may use this code under the GNU public license if you so wish. Please
* contribute changes back to the authors under this freer than GPL license
* so that we may further the use of strong encryption without limitations to
* all.
*
* THIS SOFTWARE IS BEING PROVIDED "AS IS", WITHOUT ANY EXPRESS OR
* IMPLIED WARRANTY. IN PARTICULAR, NONE OF THE AUTHORS MAKES ANY
* REPRESENTATION OR WARRANTY OF ANY KIND CONCERNING THE
* MERCHANTABILITY OF THIS SOFTWARE OR ITS FITNESS FOR ANY PARTICULAR
* PURPOSE.
*/

#include <sys/cdefs.h>
__KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: xform_ah.c,v 1.115 2024/07/05 04:31:54 rin Exp $");

#if defined(_KERNEL_OPT)
#include "opt_inet.h"
#include "opt_ipsec.h"
#endif

#include <sys/param.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/mbuf.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/syslog.h>
#include <sys/kernel.h>
#include <sys/sysctl.h>
#include <sys/pool.h>
#include <sys/pserialize.h>
#include <sys/kmem.h>

#include <net/if.h>

#include <netinet/in.h>
#include <netinet/in_systm.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/ip_ecn.h>
#include <netinet/ip_var.h>
#include <netinet/ip6.h>

#include <net/route.h>
#include <netipsec/ipsec.h>
#include <netipsec/ipsec_private.h>
#include <netipsec/ah.h>
#include <netipsec/ah_var.h>
#include <netipsec/xform.h>

#ifdef INET6
#include <netinet6/ip6_var.h>
#include <netinet6/scope6_var.h>
#include <netipsec/ipsec6.h>
#endif

#include <netipsec/key.h>
#include <netipsec/key_debug.h>

#include <opencrypto/cryptodev.h>

/*
* Return header size in bytes.  The old protocol did not support
* the replay counter; the new protocol always includes the counter.
*/
#define HDRSIZE(sav) \
       (((sav)->flags & SADB_X_EXT_OLD) ? \
               sizeof(struct ah) : sizeof(struct ah) + sizeof(uint32_t))
/*
* Return authenticator size in bytes.  The old protocol is known
* to use a fixed 16-byte authenticator.  The new algorithm gets
* this size from the xform but is (currently) always 12.
*/
#define AUTHSIZE(sav) \
       ((sav->flags & SADB_X_EXT_OLD) ? 16 : (sav)->tdb_authalgxform->authsize)

percpu_t *ahstat_percpu;

int ah_enable = 1;                      /* control flow of packets with AH */
int ip4_ah_cleartos = 1;                /* clear ip_tos when doing AH calc */

static const char ipseczeroes[256];

int ah_max_authsize;                    /* max authsize over all algorithms */

static void ah_input_cb(struct cryptop *);
static void ah_output_cb(struct cryptop *);

const uint8_t ah_stats[256] = { SADB_AALG_STATS_INIT };

static pool_cache_t ah_tdb_crypto_pool_cache;
static size_t ah_pool_item_size;

/*
* NB: this is public for use by the PF_KEY support.
*/
const struct auth_hash *
ah_algorithm_lookup(int alg)
{

       switch (alg) {
       case SADB_X_AALG_NULL:
               return &auth_hash_null;
       case SADB_AALG_MD5HMAC:
               return &auth_hash_hmac_md5_96;
       case SADB_AALG_SHA1HMAC:
               return &auth_hash_hmac_sha1_96;
       case SADB_X_AALG_RIPEMD160HMAC:
               return &auth_hash_hmac_ripemd_160_96;
       case SADB_X_AALG_MD5:
               return &auth_hash_key_md5;
       case SADB_X_AALG_SHA:
               return &auth_hash_key_sha1;
       case SADB_X_AALG_SHA2_256:
               return &auth_hash_hmac_sha2_256;
       case SADB_X_AALG_SHA2_384:
               return &auth_hash_hmac_sha2_384;
       case SADB_X_AALG_SHA2_512:
               return &auth_hash_hmac_sha2_512;
       case SADB_X_AALG_AES_XCBC_MAC:
               return &auth_hash_aes_xcbc_mac_96;
       }
       return NULL;
}

size_t
ah_authsiz(const struct secasvar *sav)
{
       size_t size;

       if (sav == NULL) {
               return ah_max_authsize;
       }

       size = AUTHSIZE(sav);
       return roundup(size, sizeof(uint32_t));
}

size_t
ah_hdrsiz(const struct secasvar *sav)
{
       size_t size;

       if (sav != NULL) {
               int authsize, rplen, align;

               KASSERT(sav->tdb_authalgxform != NULL);
               /*XXX not right for null algorithm--does it matter??*/

               /* RFC4302: use the correct alignment. */
               align = sizeof(uint32_t);
#ifdef INET6
               if (sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family == AF_INET6) {
                       align = sizeof(uint64_t);
               }
#endif
               rplen = HDRSIZE(sav);
               authsize = AUTHSIZE(sav);
               size = roundup(rplen + authsize, align);
       } else {
               /* default guess */
               size = sizeof(struct ah) + sizeof(uint32_t) + ah_max_authsize;
       }
       return size;
}

/*
* NB: public for use by esp_init.
*/
int
ah_init0(struct secasvar *sav, const struct xformsw *xsp,
        struct cryptoini *cria)
{
       const struct auth_hash *thash;
       int keylen;

       thash = ah_algorithm_lookup(sav->alg_auth);
       if (thash == NULL) {
               DPRINTF("unsupported authentication algorithm %u\n",
                   sav->alg_auth);
               return EINVAL;
       }
       /*
        * Verify the replay state block allocation is consistent with
        * the protocol type.  We check here so we can make assumptions
        * later during protocol processing.
        */
       /* NB: replay state is setup elsewhere (sigh) */
       if (((sav->flags&SADB_X_EXT_OLD) == 0) ^ (sav->replay != NULL)) {
               DPRINTF("replay state block inconsistency, "
                   "%s algorithm %s replay state\n",
                   (sav->flags & SADB_X_EXT_OLD) ? "old" : "new",
                   sav->replay == NULL ? "without" : "with");
               return EINVAL;
       }
       if (sav->key_auth == NULL) {
               DPRINTF("no authentication key for %s algorithm\n",
                   thash->name);
               return EINVAL;
       }
       keylen = _KEYLEN(sav->key_auth);
       if (keylen != thash->keysize && thash->keysize != 0) {
               DPRINTF("invalid keylength %d, algorithm %s requires "
                   "keysize %d\n",
                   keylen, thash->name, thash->keysize);
               return EINVAL;
       }

       sav->tdb_xform = xsp;
       sav->tdb_authalgxform = thash;

       /* Initialize crypto session. */
       memset(cria, 0, sizeof(*cria));
       cria->cri_alg = sav->tdb_authalgxform->type;
       cria->cri_klen = _KEYBITS(sav->key_auth);
       cria->cri_key = _KEYBUF(sav->key_auth);

       return 0;
}

/*
* ah_init() is called when an SPI is being set up.
*/
static int
ah_init(struct secasvar *sav, const struct xformsw *xsp)
{
       struct cryptoini cria;
       int error;

       error = ah_init0(sav, xsp, &cria);
       if (!error)
               error = crypto_newsession(&sav->tdb_cryptoid,
                                          &cria, crypto_support);
       return error;
}

/*
* Paranoia.
*
* NB: public for use by esp_zeroize (XXX).
*/
void
ah_zeroize(struct secasvar *sav)
{

       if (sav->key_auth) {
               explicit_memset(_KEYBUF(sav->key_auth), 0,
                   _KEYLEN(sav->key_auth));
       }

       crypto_freesession(sav->tdb_cryptoid);
       sav->tdb_cryptoid = 0;
       sav->tdb_authalgxform = NULL;
       sav->tdb_xform = NULL;
}

/*
* Massage IPv4/IPv6 headers for AH processing.
*/
static int
ah_massage_headers(struct mbuf **m0, int proto, int skip, int alg, int out)
{
       struct mbuf *m = *m0;
       unsigned char *ptr;
       int off, optlen;
#ifdef INET
       struct ip *ip;
#endif
#ifdef INET6
       int count, ip6optlen;
       struct ip6_ext *ip6e;
       struct ip6_hdr ip6;
       int alloc, nxt;
#endif

       switch (proto) {
#ifdef INET
       case AF_INET:
               /*
                * This is the least painful way of dealing with IPv4 header
                * and option processing -- just make sure they're in
                * contiguous memory.
                */
               *m0 = m = m_pullup(m, skip);
               if (m == NULL) {
                       DPRINTF("m_pullup failed\n");
                       return ENOBUFS;
               }

               /* Fix the IP header */
               ip = mtod(m, struct ip *);
               if (ip4_ah_cleartos)
                       ip->ip_tos = 0;
               ip->ip_ttl = 0;
               ip->ip_sum = 0;
               ip->ip_off = htons(ntohs(ip->ip_off) & ip4_ah_offsetmask);

               if (alg == CRYPTO_MD5_KPDK || alg == CRYPTO_SHA1_KPDK)
                       ip->ip_off &= htons(IP_DF);
               else
                       ip->ip_off = 0;

               ptr = mtod(m, unsigned char *);

               /* IPv4 option processing */
               for (off = sizeof(struct ip); off < skip;) {
                       if (ptr[off] == IPOPT_EOL) {
                               break;
                       } else if (ptr[off] == IPOPT_NOP) {
                               optlen = 1;
                       } else if (off + 1 < skip) {
                               optlen = ptr[off + 1];
                               if (optlen < 2 || off + optlen > skip) {
                                       m_freem(m);
                                       return EINVAL;
                               }
                       } else {
                               m_freem(m);
                               return EINVAL;
                       }

                       switch (ptr[off]) {
                       case IPOPT_NOP:
                       case IPOPT_SECURITY:
                       case 0x85:      /* Extended security. */
                       case 0x86:      /* Commercial security. */
                       case 0x94:      /* Router alert */
                       case 0x95:      /* RFC1770 */
                               break;

                       case IPOPT_LSRR:
                       case IPOPT_SSRR:
                               /*
                                * On output, if we have either of the
                                * source routing options, we should
                                * swap the destination address of the
                                * IP header with the last address
                                * specified in the option, as that is
                                * what the destination's IP header
                                * will look like.
                                */
                               if (out)
                                       memcpy(&ip->ip_dst,
                                           ptr + off + optlen -
                                           sizeof(struct in_addr),
                                           sizeof(struct in_addr));
                               /* FALLTHROUGH */

                       default:
                               /* Zeroize all other options. */
                               memset(ptr + off, 0, optlen);
                               break;
                       }

                       off += optlen;

                       /* Sanity check. */
                       if (off > skip) {
                               m_freem(m);
                               return EINVAL;
                       }
               }

               break;
#endif /* INET */

#ifdef INET6
       case AF_INET6:  /* Ugly... */
               /* Copy and "cook" the IPv6 header. */
               m_copydata(m, 0, sizeof(ip6), &ip6);

               /* We don't do IPv6 Jumbograms. */
               if (ip6.ip6_plen == 0) {
                       DPRINTF("unsupported IPv6 jumbogram\n");
                       m_freem(m);
                       return EMSGSIZE;
               }

               ip6.ip6_flow = 0;
               ip6.ip6_hlim = 0;
               ip6.ip6_vfc &= ~IPV6_VERSION_MASK;
               ip6.ip6_vfc |= IPV6_VERSION;

               /* Scoped address handling. */
               if (IN6_IS_SCOPE_LINKLOCAL(&ip6.ip6_src))
                       ip6.ip6_src.s6_addr16[1] = 0;
               if (IN6_IS_SCOPE_LINKLOCAL(&ip6.ip6_dst))
                       ip6.ip6_dst.s6_addr16[1] = 0;

               /* Done with IPv6 header. */
               m_copyback(m, 0, sizeof(struct ip6_hdr), &ip6);

               ip6optlen = skip - sizeof(struct ip6_hdr);

               /* Let's deal with the remaining headers (if any). */
               if (ip6optlen > 0) {
                       if (m->m_len <= skip) {
                               ptr = malloc(ip6optlen, M_XDATA, M_NOWAIT);
                               if (ptr == NULL) {
                                       DPRINTF("failed to allocate "
                                           "memory for IPv6 headers\n");
                                       m_freem(m);
                                       return ENOBUFS;
                               }

                               /*
                                * Copy all the protocol headers after
                                * the IPv6 header.
                                */
                               m_copydata(m, sizeof(struct ip6_hdr),
                                   ip6optlen, ptr);
                               alloc = 1;
                       } else {
                               /* No need to allocate memory. */
                               ptr = mtod(m, unsigned char *) +
                                   sizeof(struct ip6_hdr);
                               alloc = 0;
                       }
               } else
                       break;

               nxt = ip6.ip6_nxt & 0xff; /* Next header type. */

               for (off = 0; off < ip6optlen;) {
                       int noff;

                       if (off + sizeof(*ip6e) > ip6optlen) {
                               goto error6;
                       }
                       ip6e = (struct ip6_ext *)(ptr + off);
                       noff = off + ((ip6e->ip6e_len + 1) << 3);
                       if (noff > ip6optlen) {
                               goto error6;
                       }

                       switch (nxt) {
                       case IPPROTO_HOPOPTS:
                       case IPPROTO_DSTOPTS:
                               /* Zero out mutable options. */
                               for (count = off + sizeof(struct ip6_ext);
                                    count < noff;) {
                                       if (ptr[count] == IP6OPT_PAD1) {
                                               count++;
                                               continue;
                                       }

                                       if (count + 1 >= noff) {
                                               goto error6;
                                       }
                                       optlen = ptr[count + 1] + 2;

                                       if (count + optlen > noff) {
                                               goto error6;
                                       }

                                       if (ptr[count] & IP6OPT_MUTABLE) {
                                               memset(ptr + count, 0, optlen);
                                       }

                                       count += optlen;
                               }
                               if (count != noff) {
                                       goto error6;
                               }
                               /* FALLTHROUGH */

                       case IPPROTO_ROUTING:
                               /* Advance. */
                               off = noff;
                               nxt = ip6e->ip6e_nxt;
                               break;

                       default:
error6:
                               if (alloc)
                                       free(ptr, M_XDATA);
                               m_freem(m);
                               return EINVAL;
                       }
               }

               /* Copyback and free, if we allocated. */
               if (alloc) {
                       m_copyback(m, sizeof(struct ip6_hdr), ip6optlen, ptr);
                       free(ptr, M_XDATA);
               }

               break;
#endif /* INET6 */
       }

       return 0;
}

/*
* ah_input() gets called to verify that an input packet
* passes authentication.
*/
static int
ah_input(struct mbuf *m, struct secasvar *sav, int skip, int protoff)
{
       const struct auth_hash *ahx;
       struct tdb_crypto *tc = NULL;
       struct newah *ah;
       int hl, rplen, authsize, ahsize, error, stat = AH_STAT_HDROPS;
       struct cryptodesc *crda;
       struct cryptop *crp = NULL;
       bool pool_used;
       uint8_t nxt;

       KASSERT(sav != NULL);
       KASSERT(sav->key_auth != NULL);
       KASSERT(sav->tdb_authalgxform != NULL);

       /* Figure out header size. */
       rplen = HDRSIZE(sav);

       /* XXX don't pullup, just copy header */
       M_REGION_GET(ah, struct newah *, m, skip, rplen);
       if (ah == NULL) {
               /* m already freed */
               return ENOBUFS;
       }

       nxt = ah->ah_nxt;

       /* Check replay window, if applicable. */
       if (sav->replay && !ipsec_chkreplay(ntohl(ah->ah_seq), sav)) {
               char buf[IPSEC_LOGSASTRLEN];
               DPRINTF("packet replay failure: %s\n",
                   ipsec_logsastr(sav, buf, sizeof(buf)));
               stat = AH_STAT_REPLAY;
               error = EACCES;
               goto bad;
       }

       /* Verify AH header length. */
       hl = sizeof(struct ah) + (ah->ah_len * sizeof(uint32_t));
       ahx = sav->tdb_authalgxform;
       authsize = AUTHSIZE(sav);
       ahsize = ah_hdrsiz(sav);
       if (hl != ahsize) {
               char buf[IPSEC_ADDRSTRLEN];
               DPRINTF("bad authenticator length %u (expecting %lu)"
                   " for packet in SA %s/%08lx\n",
                   hl, (u_long)ahsize,
                   ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
                   (u_long) ntohl(sav->spi));
               stat = AH_STAT_BADAUTHL;
               error = EACCES;
               goto bad;
       }
       if (skip + ahsize > m->m_pkthdr.len) {
               char buf[IPSEC_ADDRSTRLEN];
               DPRINTF("bad mbuf length %u (expecting >= %lu)"
                   " for packet in SA %s/%08lx\n",
                   m->m_pkthdr.len, (u_long)(skip + ahsize),
                   ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
                   (u_long) ntohl(sav->spi));
               stat = AH_STAT_BADAUTHL;
               error = EACCES;
               goto bad;
       }

       AH_STATADD(AH_STAT_IBYTES, m->m_pkthdr.len - skip - hl);

       /* Get crypto descriptors. */
       crp = crypto_getreq(1);
       if (crp == NULL) {
               DPRINTF("failed to acquire crypto descriptor\n");
               stat = AH_STAT_CRYPTO;
               error = ENOBUFS;
               goto bad;
       }

       crda = crp->crp_desc;
       KASSERT(crda != NULL);

       crda->crd_skip = 0;
       crda->crd_len = m->m_pkthdr.len;
       crda->crd_inject = skip + rplen;

       /* Authentication operation. */
       crda->crd_alg = ahx->type;
       crda->crd_key = _KEYBUF(sav->key_auth);
       crda->crd_klen = _KEYBITS(sav->key_auth);

       /* Allocate IPsec-specific opaque crypto info. */
       size_t size = sizeof(*tc);
       size_t extra = skip + rplen + authsize;
       size += extra;

       if (__predict_true(size <= ah_pool_item_size)) {
               tc = pool_cache_get(ah_tdb_crypto_pool_cache, PR_NOWAIT);
               pool_used = true;
       } else {
               /* size can exceed on IPv6 packets with large options.  */
               tc = kmem_intr_zalloc(size, KM_NOSLEEP);
               pool_used = false;
       }
       if (tc == NULL) {
               DPRINTF("failed to allocate tdb_crypto\n");
               stat = AH_STAT_CRYPTO;
               error = ENOBUFS;
               goto bad;
       }

       error = m_makewritable(&m, 0, extra, M_NOWAIT);
       if (error) {
               DPRINTF("failed to m_makewritable\n");
               goto bad;
       }

       /*
        * Save the authenticator, the skipped portion of the packet,
        * and the AH header.
        */
       m_copydata(m, 0, extra, (tc + 1));
       /* Zeroize the authenticator on the packet. */
       m_copyback(m, skip + rplen, authsize, ipseczeroes);

       /* "Massage" the packet headers for crypto processing. */
       error = ah_massage_headers(&m, sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family,
           skip, ahx->type, 0);
       if (error != 0) {
               /* NB: mbuf is free'd by ah_massage_headers */
               m = NULL;
               goto bad;
       }

   {
       int s = pserialize_read_enter();

       /*
        * Take another reference to the SA for opencrypto callback.
        */
       if (__predict_false(sav->state == SADB_SASTATE_DEAD)) {
               pserialize_read_exit(s);
               stat = AH_STAT_NOTDB;
               error = ENOENT;
               goto bad;
       }
       KEY_SA_REF(sav);
       pserialize_read_exit(s);
   }

       /* Crypto operation descriptor. */
       crp->crp_ilen = m->m_pkthdr.len; /* Total input length. */
       crp->crp_flags = CRYPTO_F_IMBUF;
       crp->crp_buf = m;
       crp->crp_callback = ah_input_cb;
       crp->crp_sid = sav->tdb_cryptoid;
       crp->crp_opaque = tc;

       /* These are passed as-is to the callback. */
       tc->tc_spi = sav->spi;
       tc->tc_dst = sav->sah->saidx.dst;
       tc->tc_proto = sav->sah->saidx.proto;
       tc->tc_nxt = nxt;
       tc->tc_protoff = protoff;
       tc->tc_skip = skip;
       tc->tc_sav = sav;

       DPRINTF("hash over %d bytes, skip %d: "
            "crda len %d skip %d inject %d\n",
            crp->crp_ilen, tc->tc_skip,
            crda->crd_len, crda->crd_skip, crda->crd_inject);

       crypto_dispatch(crp);
       return 0;

bad:
       if (tc != NULL) {
               if (__predict_true(pool_used))
                       pool_cache_put(ah_tdb_crypto_pool_cache, tc);
               else
                       kmem_intr_free(tc, size);
       }
       if (crp != NULL)
               crypto_freereq(crp);
       m_freem(m);
       AH_STATINC(stat);
       return error;
}

#ifdef INET6
#define IPSEC_COMMON_INPUT_CB(m, sav, skip, protoff) do {                    \
       if (saidx->dst.sa.sa_family == AF_INET6) {                           \
               (void)ipsec6_common_input_cb(m, sav, skip, protoff);         \
       } else {                                                             \
               (void)ipsec4_common_input_cb(m, sav, skip, protoff);         \
       }                                                                    \
} while (0)
#else
#define IPSEC_COMMON_INPUT_CB(m, sav, skip, protoff)                         \
       ((void)ipsec4_common_input_cb(m, sav, skip, protoff))
#endif

/*
* AH input callback from the crypto driver.
*/
static void
ah_input_cb(struct cryptop *crp)
{
       char buf[IPSEC_ADDRSTRLEN];
       int rplen, ahsize, skip, protoff;
       unsigned char calc[AH_ALEN_MAX];
       struct mbuf *m;
       struct tdb_crypto *tc;
       struct secasvar *sav;
       struct secasindex *saidx;
       uint8_t nxt;
       char *ptr;
       int authsize;
       bool pool_used;
       size_t size;
       IPSEC_DECLARE_LOCK_VARIABLE;

       KASSERT(crp->crp_opaque != NULL);
       tc = crp->crp_opaque;
       skip = tc->tc_skip;
       nxt = tc->tc_nxt;
       protoff = tc->tc_protoff;
       m = crp->crp_buf;

       IPSEC_ACQUIRE_GLOBAL_LOCKS();

       sav = tc->tc_sav;
       saidx = &sav->sah->saidx;
       KASSERTMSG(saidx->dst.sa.sa_family == AF_INET ||
           saidx->dst.sa.sa_family == AF_INET6,
           "unexpected protocol family %u", saidx->dst.sa.sa_family);

       /* Figure out header size. */
       rplen = HDRSIZE(sav);
       authsize = AUTHSIZE(sav);
       ahsize = ah_hdrsiz(sav);

       size = sizeof(*tc) + skip + rplen + authsize;
       if (__predict_true(size <= ah_pool_item_size))
               pool_used = true;
       else
               pool_used = false;

       /* Check for crypto errors. */
       if (crp->crp_etype) {
               if (sav->tdb_cryptoid != 0)
                       sav->tdb_cryptoid = crp->crp_sid;

               AH_STATINC(AH_STAT_NOXFORM);
               DPRINTF("crypto error %d\n", crp->crp_etype);
               goto bad;
       } else {
               AH_STATINC(AH_STAT_HIST + ah_stats[sav->alg_auth]);
               crypto_freereq(crp);            /* No longer needed. */
               crp = NULL;
       }

       if (ipsec_debug)
               memset(calc, 0, sizeof(calc));

       /* Copy authenticator off the packet. */
       m_copydata(m, skip + rplen, authsize, calc);

       ptr = (char *)(tc + 1);
       const uint8_t *pppp = ptr + skip + rplen;

       /* Verify authenticator. */
       if (!consttime_memequal(pppp, calc, authsize)) {
               DPRINTF("authentication hash mismatch " \
                   "over %d bytes " \
                   "for packet in SA %s/%08lx:\n" \
                   "%02x%02x:%02x%02x:%02x%02x:%02x%02x:%02x%02x:%02x%02x, " \
                   "%02x%02x:%02x%02x:%02x%02x:%02x%02x:%02x%02x:%02x%02x\n",
                   authsize, ipsec_address(&saidx->dst, buf, sizeof(buf)),
                   (u_long) ntohl(sav->spi),
                    calc[0], calc[1], calc[2], calc[3],
                    calc[4], calc[5], calc[6], calc[7],
                    calc[8], calc[9], calc[10], calc[11],
                    pppp[0], pppp[1], pppp[2], pppp[3],
                    pppp[4], pppp[5], pppp[6], pppp[7],
                    pppp[8], pppp[9], pppp[10], pppp[11]);
               AH_STATINC(AH_STAT_BADAUTH);
               goto bad;
       }

       /* Fix the Next Protocol field. */
       ptr[protoff] = nxt;

       /* Copyback the saved (uncooked) network headers. */
       m_copyback(m, 0, skip, ptr);

       if (__predict_true(pool_used))
               pool_cache_put(ah_tdb_crypto_pool_cache, tc);
       else
               kmem_intr_free(tc, size);
       tc = NULL;

       /*
        * Header is now authenticated.
        */
       m->m_flags |= M_AUTHIPHDR;

       /*
        * Update replay sequence number, if appropriate.
        */
       if (sav->replay) {
               uint32_t seq;

               m_copydata(m, skip + offsetof(struct newah, ah_seq),
                   sizeof(seq), &seq);
               if (ipsec_updatereplay(ntohl(seq), sav)) {
                       AH_STATINC(AH_STAT_REPLAY);
                       goto bad;
               }
       }

       /*
        * Remove the AH header and authenticator from the mbuf.
        */
       if (m_striphdr(m, skip, ahsize) != 0) {
               DPRINTF("mangled mbuf chain for SA %s/%08lx\n",
                   ipsec_address(&saidx->dst, buf, sizeof(buf)),
                   (u_long) ntohl(sav->spi));

               AH_STATINC(AH_STAT_HDROPS);
               goto bad;
       }

       IPSEC_COMMON_INPUT_CB(m, sav, skip, protoff);

       KEY_SA_UNREF(&sav);
       IPSEC_RELEASE_GLOBAL_LOCKS();
       return;

bad:
       if (sav)
               KEY_SA_UNREF(&sav);
       IPSEC_RELEASE_GLOBAL_LOCKS();
       m_freem(m);
       if (tc != NULL) {
               if (pool_used)
                       pool_cache_put(ah_tdb_crypto_pool_cache, tc);
               else
                       kmem_intr_free(tc, size);
       }
       if (crp != NULL)
               crypto_freereq(crp);
       return;
}

/*
* AH output routine, called by ipsec[46]_process_packet().
*/
static int
ah_output(struct mbuf *m, const struct ipsecrequest *isr, struct secasvar *sav,
   int skip, int protoff, int flags)
{
       char buf[IPSEC_ADDRSTRLEN];
       const struct auth_hash *ahx;
       struct cryptodesc *crda;
       struct tdb_crypto *tc;
       struct mbuf *mi;
       struct cryptop *crp;
       uint16_t iplen;
       int error, rplen, authsize, ahsize, maxpacketsize, roff;
       uint8_t prot;
       struct newah *ah;
       size_t ipoffs;
       bool pool_used;

       KASSERT(sav != NULL);
       KASSERT(sav->tdb_authalgxform != NULL);
       ahx = sav->tdb_authalgxform;

       AH_STATINC(AH_STAT_OUTPUT);

       /* Figure out header size. */
       rplen = HDRSIZE(sav);
       authsize = AUTHSIZE(sav);
       ahsize = ah_hdrsiz(sav);

       /* Check for maximum packet size violations. */
       switch (sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family) {
#ifdef INET
       case AF_INET:
               maxpacketsize = IP_MAXPACKET;
               ipoffs = offsetof(struct ip, ip_len);
               break;
#endif
#ifdef INET6
       case AF_INET6:
               maxpacketsize = IPV6_MAXPACKET;
               ipoffs = offsetof(struct ip6_hdr, ip6_plen);
               break;
#endif
       default:
               DPRINTF("unknown/unsupported protocol "
                   "family %u, SA %s/%08lx\n",
                   sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family,
                   ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
                   (u_long) ntohl(sav->spi));
               AH_STATINC(AH_STAT_NOPF);
               error = EPFNOSUPPORT;
               goto bad;
       }
       if (ahsize + m->m_pkthdr.len > maxpacketsize) {
               DPRINTF("packet in SA %s/%08lx got too big "
                   "(len %u, max len %u)\n",
                   ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
                   (u_long) ntohl(sav->spi),
                   ahsize + m->m_pkthdr.len, maxpacketsize);
               AH_STATINC(AH_STAT_TOOBIG);
               error = EMSGSIZE;
               goto bad;
       }

       /* Update the counters. */
       AH_STATADD(AH_STAT_OBYTES, m->m_pkthdr.len - skip);

       m = m_clone(m);
       if (m == NULL) {
               DPRINTF("cannot clone mbuf chain, SA %s/%08lx\n",
                   ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
                   (u_long) ntohl(sav->spi));
               AH_STATINC(AH_STAT_HDROPS);
               error = ENOBUFS;
               goto bad;
       }

       /* Inject AH header. */
       mi = m_makespace(m, skip, ahsize, &roff);
       if (mi == NULL) {
               DPRINTF("failed to inject %u byte AH header for SA "
                   "%s/%08lx\n", ahsize,
                   ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf, sizeof(buf)),
                   (u_long) ntohl(sav->spi));
               AH_STATINC(AH_STAT_HDROPS);
               error = ENOBUFS;
               goto bad;
       }

       /*
        * The AH header is guaranteed by m_makespace() to be in
        * contiguous memory, at roff bytes offset into the returned mbuf.
        */
       ah = (struct newah *)(mtod(mi, char *) + roff);

       /* Initialize the AH header. */
       m_copydata(m, protoff, sizeof(uint8_t), &ah->ah_nxt);
       ah->ah_len = (ahsize - sizeof(struct ah)) / sizeof(uint32_t);
       ah->ah_reserve = 0;
       ah->ah_spi = sav->spi;

       /* Zeroize authenticator. */
       m_copyback(m, skip + rplen, authsize, ipseczeroes);

       /* Zeroize padding. */
       m_copyback(m, skip + rplen + authsize, ahsize - (rplen + authsize),
           ipseczeroes);

       /* Insert packet replay counter, as requested.  */
       if (sav->replay) {
               if (sav->replay->count == ~0 &&
                   (sav->flags & SADB_X_EXT_CYCSEQ) == 0) {
                       DPRINTF("replay counter wrapped for SA %s/%08lx\n",
                           ipsec_address(&sav->sah->saidx.dst, buf,
                           sizeof(buf)), (u_long) ntohl(sav->spi));
                       AH_STATINC(AH_STAT_WRAP);
                       error = EINVAL;
                       goto bad;
               }
#ifdef IPSEC_DEBUG
               /* Emulate replay attack when ipsec_replay is TRUE. */
               if (!ipsec_replay)
#endif
                       sav->replay->count++;
               ah->ah_seq = htonl(sav->replay->count);
       }

       /* Get crypto descriptors. */
       crp = crypto_getreq(1);
       if (crp == NULL) {
               DPRINTF("failed to acquire crypto descriptors\n");
               AH_STATINC(AH_STAT_CRYPTO);
               error = ENOBUFS;
               goto bad;
       }

       crda = crp->crp_desc;

       crda->crd_skip = 0;
       crda->crd_inject = skip + rplen;
       crda->crd_len = m->m_pkthdr.len;

       /* Authentication operation. */
       crda->crd_alg = ahx->type;
       crda->crd_key = _KEYBUF(sav->key_auth);
       crda->crd_klen = _KEYBITS(sav->key_auth);

       /* Allocate IPsec-specific opaque crypto info. */
       size_t size = sizeof(*tc) + skip;

       if (__predict_true(size <= ah_pool_item_size)) {
               tc = pool_cache_get(ah_tdb_crypto_pool_cache, PR_NOWAIT);
               pool_used = true;
       } else {
               /* size can exceed on IPv6 packets with large options.  */
               tc = kmem_intr_zalloc(size, KM_NOSLEEP);
               pool_used = false;
       }
       if (tc == NULL) {
               DPRINTF("failed to allocate tdb_crypto\n");
               AH_STATINC(AH_STAT_CRYPTO);
               error = ENOBUFS;
               goto bad_crp;
       }

       uint8_t *pext = (char *)(tc + 1);
       /* Save the skipped portion of the packet. */
       m_copydata(m, 0, skip, pext);

       /*
        * Fix IP header length on the header used for
        * authentication. We don't need to fix the original
        * header length as it will be fixed by our caller.
        */
       memcpy(&iplen, pext + ipoffs, sizeof(iplen));
       iplen = htons(ntohs(iplen) + ahsize);
       m_copyback(m, ipoffs, sizeof(iplen), &iplen);

       /* Fix the Next Header field in saved header. */
       pext[protoff] = IPPROTO_AH;

       /* Update the Next Protocol field in the IP header. */
       prot = IPPROTO_AH;
       m_copyback(m, protoff, sizeof(prot), &prot);

       /* "Massage" the packet headers for crypto processing. */
       error = ah_massage_headers(&m, sav->sah->saidx.dst.sa.sa_family,
           skip, ahx->type, 1);
       if (error != 0) {
               m = NULL;       /* mbuf was free'd by ah_massage_headers. */
               goto bad_tc;
       }

   {
       int s = pserialize_read_enter();

       /*
        * Take another reference to the SP and the SA for opencrypto callback.
        */
       if (__predict_false(isr->sp->state == IPSEC_SPSTATE_DEAD ||
           sav->state == SADB_SASTATE_DEAD)) {
               pserialize_read_exit(s);
               AH_STATINC(AH_STAT_NOTDB);
               error = ENOENT;
               goto bad_tc;
       }
       KEY_SP_REF(isr->sp);
       KEY_SA_REF(sav);
       pserialize_read_exit(s);
   }

       /* Crypto operation descriptor. */
       crp->crp_ilen = m->m_pkthdr.len; /* Total input length. */
       crp->crp_flags = CRYPTO_F_IMBUF;
       crp->crp_buf = m;
       crp->crp_callback = ah_output_cb;
       crp->crp_sid = sav->tdb_cryptoid;
       crp->crp_opaque = tc;

       /* These are passed as-is to the callback. */
       tc->tc_isr = isr;
       tc->tc_spi = sav->spi;
       tc->tc_dst = sav->sah->saidx.dst;
       tc->tc_proto = sav->sah->saidx.proto;
       tc->tc_skip = skip;
       tc->tc_protoff = protoff;
       tc->tc_flags = flags;
       tc->tc_sav = sav;

       crypto_dispatch(crp);
       return 0;

bad_tc:
       if (__predict_true(pool_used))
               pool_cache_put(ah_tdb_crypto_pool_cache, tc);
       else
               kmem_intr_free(tc, size);
bad_crp:
       crypto_freereq(crp);
bad:
       m_freem(m);
       return error;
}

/*
* AH output callback from the crypto driver.
*/
static void
ah_output_cb(struct cryptop *crp)
{
       int skip;
       struct tdb_crypto *tc;
       const struct ipsecrequest *isr;
       struct secasvar *sav;
       struct mbuf *m;
       void *ptr;
       int flags;
       size_t size;
       bool pool_used;
       IPSEC_DECLARE_LOCK_VARIABLE;

       KASSERT(crp->crp_opaque != NULL);
       tc = crp->crp_opaque;
       skip = tc->tc_skip;
       ptr = (tc + 1);
       m = crp->crp_buf;
       size = sizeof(*tc) + skip;
       pool_used = size <= ah_pool_item_size;

       IPSEC_ACQUIRE_GLOBAL_LOCKS();

       isr = tc->tc_isr;
       sav = tc->tc_sav;

       /* Check for crypto errors. */
       if (crp->crp_etype) {
               if (sav->tdb_cryptoid != 0)
                       sav->tdb_cryptoid = crp->crp_sid;

               AH_STATINC(AH_STAT_NOXFORM);
               DPRINTF("crypto error %d\n", crp->crp_etype);
               goto bad;
       }

       AH_STATINC(AH_STAT_HIST + ah_stats[sav->alg_auth]);

       /*
        * Copy original headers (with the new protocol number) back
        * in place.
        */
       m_copyback(m, 0, skip, ptr);

       flags = tc->tc_flags;
       /* No longer needed. */
       if (__predict_true(pool_used))
               pool_cache_put(ah_tdb_crypto_pool_cache, tc);
       else
               kmem_intr_free(tc, size);
       crypto_freereq(crp);

#ifdef IPSEC_DEBUG
       /* Emulate man-in-the-middle attack when ipsec_integrity is TRUE. */
       if (ipsec_integrity) {
               int alen;

               /*
                * Corrupt HMAC if we want to test integrity verification of
                * the other side.
                */
               alen = AUTHSIZE(sav);
               m_copyback(m, m->m_pkthdr.len - alen, alen, ipseczeroes);
       }
#endif

       /* NB: m is reclaimed by ipsec_process_done. */
       (void)ipsec_process_done(m, isr, sav, flags);
       KEY_SA_UNREF(&sav);
       KEY_SP_UNREF(&isr->sp);
       IPSEC_RELEASE_GLOBAL_LOCKS();
       return;
bad:
       if (sav)
               KEY_SA_UNREF(&sav);
       KEY_SP_UNREF(&isr->sp);
       IPSEC_RELEASE_GLOBAL_LOCKS();
       m_freem(m);
       if (__predict_true(pool_used))
               pool_cache_put(ah_tdb_crypto_pool_cache, tc);
       else
               kmem_intr_free(tc, size);
       crypto_freereq(crp);
}

static struct xformsw ah_xformsw = {
       .xf_type        = XF_AH,
       .xf_flags       = XFT_AUTH,
       .xf_name        = "IPsec AH",
       .xf_init        = ah_init,
       .xf_zeroize     = ah_zeroize,
       .xf_input       = ah_input,
       .xf_output      = ah_output,
       .xf_next        = NULL,
};

void
ah_attach(void)
{
       ahstat_percpu = percpu_alloc(sizeof(uint64_t) * AH_NSTATS);

#define MAXAUTHSIZE(name)                                               \
       if ((auth_hash_ ## name).authsize > ah_max_authsize)            \
               ah_max_authsize = (auth_hash_ ## name).authsize

       ah_max_authsize = 0;
       MAXAUTHSIZE(null);
       MAXAUTHSIZE(md5);
       MAXAUTHSIZE(sha1);
       MAXAUTHSIZE(key_md5);
       MAXAUTHSIZE(key_sha1);
       MAXAUTHSIZE(hmac_md5);
       MAXAUTHSIZE(hmac_sha1);
       MAXAUTHSIZE(hmac_ripemd_160);
       MAXAUTHSIZE(hmac_md5_96);
       MAXAUTHSIZE(hmac_sha1_96);
       MAXAUTHSIZE(hmac_ripemd_160_96);
       MAXAUTHSIZE(hmac_sha2_256);
       MAXAUTHSIZE(hmac_sha2_384);
       MAXAUTHSIZE(hmac_sha2_512);
       MAXAUTHSIZE(aes_xcbc_mac_96);
       MAXAUTHSIZE(gmac_aes_128);
       MAXAUTHSIZE(gmac_aes_192);
       MAXAUTHSIZE(gmac_aes_256);
       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "ah_max_authsize=%d\n", ah_max_authsize);

#undef MAXAUTHSIZE

       ah_pool_item_size = sizeof(struct tdb_crypto) +
           sizeof(struct ip) + MAX_IPOPTLEN +
           sizeof(struct ah) + sizeof(uint32_t) + ah_max_authsize;
       ah_tdb_crypto_pool_cache = pool_cache_init(ah_pool_item_size,
           coherency_unit, 0, 0, "ah_tdb_crypto", NULL, IPL_SOFTNET,
           NULL, NULL, NULL);

       xform_register(&ah_xformsw);
}